(57)【要約】  【課題】腐食性の液体若しくは蒸気に接する箇所に用いるフィルタにおいて、強度劣化や細孔径の変化等が生じやすく、またフィルタから溶出した成分が液若しくは気体と反応して水酸化物を形成して析出しやすいため、細孔を塞いでしまうといった課題があった。  【解決手段】セラミック多孔質体２の少なくとも一表面にＹ２Ｏ３を主成分とする耐食膜３を形成してなるフィルタ１であって、前記耐食膜３のＸ線回折におけるセラミック多孔質体２成分と耐食膜３成分であるＹ元素との反応生成物の最高結晶ピークにおける強度値をＹ２Ｏ３の最高結晶ピーク値における強度値で除した値を０．1以下とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック多孔質体の少なくとも一表面にＹ２Ｏ３を主成分とする耐食膜を形成してなるフィルタであって、前記耐食膜のＸ線回折におけるセラミック多孔質体成分と耐食膜成分であるＹ元素との反応生成物の最高結晶ピークにおける強度値をＹ２Ｏ３の最高結晶ピーク値における強度値で除した値が０．1以下であることを特徴とするフィルタ。
【請求項２】
前記Ｘ線回折によるＹ２Ｏ３の最高結晶ピークの半価幅を１．３°以下としたことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
【請求項３】
前記セラミック多孔質体の平均細孔径が０．０５〜８０μｍ、気孔率が１０〜７０％であることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載のフィルタの製造方法であって、前記セラミック多孔質体の一表面に、Ｙを主成分とするゾル液の膜を形成した後、５００〜１２００℃で熱処理することによって耐食膜を形成することを特徴とするフィルタの製造方法。
【請求項５】
前記セラミック多孔質体をゾル液に浸漬するかまたはセラミック多孔質体に塗布することにより、厚み０．１〜２．５μｍのゾル液の膜を形成後、５００℃〜１２００℃で熱処理する工程を繰り返すことによって所定厚みの耐食膜を形成することを特徴とする請求項４に記載のフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック多孔質体に耐食膜を形成したフィルタ及びその製造方法に関するもので、特に、腐食性の液体や気体などに接する場所で有効に用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、セラミック多孔質体は、固体、液体、気体をそれぞれ分離するための各種フィルタに用いられており、同様の用途に用いられる有機高分子膜と比較して、耐熱性、耐食性、耐久性、耐圧性、物理的強度に優れていることが知られている。
【０００３】
しかし、例えば、アルミナセラミックスなどで作製された前記セラミック多孔質体においては、アルカリ性を示す液や蒸気に長時間曝されると、アルミナセラミックス中に含まれるＳｉ成分、Ｃａ成分等が溶出し、液や蒸気の成分と反応して水酸化物を形成し、前記液中若しくは蒸気中に析出し、前記セラミック多孔質体の持つ細孔を塞いでしまうといった課題があった。また、アルカリ性の液や蒸気に長時間曝されてＳｉ成分、Ｃａ成分等の溶出した箇所は強度が劣化したり、細孔径が拡大するなどの課題があった。
【０００４】
例えば、特許文献1には、通気フィルタとして使用する際に、セラミック多孔質支持体と、1ｎｍ以下の細孔径が全細孔容積の８０％以上占めるセラミック層とからなるセラミック複合部材が開示されているが、前記セラミック複合部材内に侵入した腐食性の液や蒸気が、セラミック複合部材を浸食し、信頼性を低下させること、または前記アルミナセラミックスのようにＳｉ成分、Ｃａ成分が溶出して液や蒸気と反応して形成された水酸化物が細孔を塞いでしまうことや、Ｓｉ成分、Ｃａ成分が溶出した箇所の強度劣化、細孔径の拡大などが現実に懸念されている。
【０００５】
このため、アルカリ性に調整されたインクのような液体の場合には、分野は違うが、特許文献２に示すように、アルミナセラミックス中のアルミナ以外のＳｉＯ２、ＣａＯ、およびＭｇＯを含有し、その含有量を所望の範囲とすることによって、耐食性の劣る結晶が析出することを防止し、前記アルミナセラミックス中のガラス成分がインク中へ溶出することを防ぐ方法が示されている。
【０００６】
また、特許文献３には、アルミナまたはアルミナ化合物を含有するセラミック焼結体中のＮａの量がＮａ2O換算で０．５重量％以下とすることによってインクの凝集を防止する方法が記載されている。
【０００７】
最近ではシリカやアルミナセラミックス等にかわり、耐食性に優れた部材として、フッ素系や塩素系などのハロゲン系腐食性ガス雰囲気下で、プラズマに曝される表面を周期律表第３ａ族元素の酸化物またはフッ化物により形成することが提案されているとともに、一方では、従来から用いていた部材を基材として、それに耐食膜や耐食層を形成することにより、従来の部材の特性を生かし、その耐食性を改善しようという提案がなされている。
【０００８】
このような提案として、特許文献４に示すように、基材をアルミナとし、その表面にイットリウム・アルミニウム・ガーネット（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２、以下ＹＡＧと称す）層を形成させたセラミックス部材が提案されている。
【０００９】
また、特許文献５ではセラミック基材表面に周期律表第２族あるいは第３族元素の少なくとも1種を主成分とする焼結体からなる耐食膜を、基材と耐食膜との反応層を介して接合した耐食性部材が提案されている。
【００１０】
このような耐食性部材を作成する方法として、先ず基材成分となる原料を例えば、金型プレス成形により一定の圧力で押圧して、基材成形体を形成し、次に前記基材成形体上に耐食材用原料を充填するとともにこれを一定の圧力で押圧して基材成形体上に耐食材成形体を形成し、複合成形体を得る。しかる後、大気雰囲気中で約１５００℃〜１７５０℃で焼成する。アルミナからなる基材表面にＹＡＧまたはＹ２Ｏ３層を形成する際は耐食膜と基材との間に基材成分と耐食膜成分が反応することにより生成されるＹＡｌＯ３、Ｙ４ＡｌＯ９等からなる相互拡散層が存在し、この相互拡散層によって耐食膜は基材に強固に固着されるようになっている。
【特許文献１】特開平１１−２１６３０３号公報
【特許文献２】特開２００１−１７９９６８号公報
【特許文献３】特開２００３−１８２２号公報
【特許文献４】特開２００２−８７８９４号公報
【特許文献５】特開２００２−１９２６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、近年ではセラミック多孔質体の使用される箇所の多様化により、それに伴って接する液体若しくは蒸気も多様化しているのが現状で、とくに腐食性の液体若しくは蒸気に接する箇所においては、上記セラミック多孔質体の強度劣化や細孔径の変化、あるいは溶出した成分が液若しくは気体と反応して、水酸化物を形成して析出したり、前記液体や蒸気に存在する異物などによって、細孔を塞いでしまうといった課題があった。
【００１２】
そのために、強アルカリ性の液体、例えば水酸化ナトリウム溶液を用いて、前記セラミック多孔質体の表面に析出した水酸化物や異物を溶解させ、目詰まりを解消させる薬液洗浄法が一般的に用いられるのであるが、この薬液洗浄法を用いると、セラミックス中に固溶しているＮａやＣａが溶けだして細孔径が変化し、それまで阻止していた異物を通過させてしまったり、逆に水酸化物を生成して細孔を塞いでしまい通水性能を低下させてしまうなど、更には機械的強度が低下し、前記セラミック多孔質体を破壊してしまうなどの問題があった。
【００１３】
また、使用する液体がインクであるような場合、分野は違うが、特許文献３に示すように、アルミナまたはアルミナ化合物を含有するセラミック焼結体中のＮａの量をＮａ２Ｏ換算で０．５重量％以下とすることによってインクの凝集を防止する方法が記載されているが、このような特許文献３に示す技術を用いたとしても、特許文献1に示すような、セラミック多孔質体の持つ細孔径が小さいものが要求されるようになると、わずかのＮａの量でできる液の凝集が細孔を塞いでしまうという同様の問題が発生していた。
【００１４】
また、特許文献４や特許文献５に示す方法においては、前述のような基材成分と耐食膜成分の化合物からなる相互拡散層を有する耐食性部材では、相互拡散層の厚みが２０μｍ以上となり、この相互拡散層の断面を観察すると、化合物としては不安定な傾斜層となっているため、耐食膜の厚みが２０μｍ以上の場合には十分に耐食性を有する部材を得ることができるが、厚み２０μｍ以下のような薄い耐食膜を形成する場合には、耐食膜の殆どが前記基材成分と耐食膜成分との反応により生成される相互拡散層で構成され、耐食性が低下してしまうという問題を有している。
【００１５】
このような厚み２０μｍ以下の薄い耐食膜を形成し、高温で熱処理したものは、相互拡散層が厚くなり、耐食部材の表面のＸ線回折における基材成分と耐食膜成分であるＹ元素との反応生成物の最高結晶ピークにおける強度値と、Ｙ２Ｏ３の最高結晶ピークにおける強度値の比が０．1を超え、上述したとおり耐食膜の耐食性が低下する。
【００１６】
また、Ｓｉ元素を含むセラミックスからなる基材に、周期律表第２族あるいは第３族元素の少なくとも1種を主成分とするＹＡＧまたはＹ２Ｏ３からなり、厚みが２０μｍ以下の薄い耐食膜を形成した場合、基材成分であるＳｉと耐食膜成分であるＹ元素の酸化物であるＹ２Ｓｉ２Ｏ７（ダイシリケート）等の反応生成物が生成されるが、高温熱処理による拡散が大きいために、化合物としては不安定な傾斜層となり、耐食性が低下するといった問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
したがって、本発明のフィルタは、セラミック多孔質体の少なくとも一表面にＹ２Ｏ３を主成分とする耐食膜を形成してなるフィルタであって、前記耐食膜のＸ線回折におけるセラミック多孔質体成分と耐食膜成分であるＹ元素との反応生成物の最高結晶ピークにおける強度値をＹ２Ｏ３の最高結晶ピーク値における強度値で除した値が０．1以下であることを特徴としている。
【００１８】
また、本発明のフィルタは前記Ｘ線回折によるＹ２Ｏ３の最高結晶ピークの半価幅を１．３°以下としたことを特徴としている。
【００１９】
さらに、本発明のフィルタは前記セラミック多孔質体の平均細孔径が０．０５〜８０μｍ、気孔率が１０〜７０％であることを特徴としている。
【００２０】
そして、本発明のフィルタの製造方法は、前記セラミック多孔質体の一表面に、Ｙを主成分とするゾル液の膜を形成した後、５００〜１２００℃で熱処理することによって耐食膜を形成することを特徴としている。
【００２１】
加えて、本発明のフィルタの製造方法は、前記セラミック多孔質体をゾル液に浸漬するかまたはセラミック多孔質体に塗布することにより、厚み０．１〜２．５μｍのゾル液の膜を形成後、５００℃〜１２００℃で熱処理する工程を繰り返すことによって所定厚みの耐食膜を形成することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のフィルタは、セラミック多孔質体の少なくとも一表面にＹ２Ｏ３を主成分とする耐食膜を形成して、前記耐食膜のＸ線回折におけるセラミック多孔質体成分と耐食膜成分であるＹ元素との反応生成物の最高結晶ピークにおける強度値をＹ２Ｏ３の最高結晶ピーク値における強度値で除した値が０．1以下としていることから、セラミック多孔質体の成分と耐食膜成分であるＹ元素との反応生成物が極めて少なく、耐食膜表面の殆どがＹ２Ｏ３で覆われることとなり高い耐食性を有する。
【００２３】
また、本発明のフィルタは、前記Ｘ線回折によるＹ２Ｏ３の最高結晶ピークの半価幅を１．３°以下とすることによって、より高い耐食性を示すＹ２Ｏ３耐食膜を得ることができる。
【００２４】
さらに、本発明のフィルタは前記セラミック多孔質体の平均細孔径が０．０５〜８０μｍ、気孔率が１０〜７０％とすることによって、各細孔が連通して各種フィルタとして好適に用いることができる。
【００２５】
そして、本発明のフィルタの製造方法によれば、前記セラミック多孔質体の一表面に、Ｙを主成分とするゾル液の膜を形成した後、５００〜１２００℃で熱処理することによって、セラミック多孔質体の成分と耐食膜成分との化合物からなる相互拡散層を少なくして耐食性を高めた耐食膜を得ることができる。
【００２６】
加えて、本発明のフィルタの製造方法であるセラミック多孔質体をゾル液に浸漬するかまたはセラミック多孔質体に塗布することにより、厚み０．１〜２．５μｍのゾル液の膜を形成後、５００℃〜１２００℃で熱処理する工程を繰り返すことによって、２０μｍ以下の薄い耐食膜を形成することができ、熱処理の際に耐食膜が収縮して表面に割れを発生することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明を実施するための最良の形態をろ過用フィルタを例に説明する。
【００２８】
図１（ａ）は本発明のフィルタを用いたろ過用フィルタの斜視図、（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線における断面図、（ｃ）は同図（ｂ）を拡大した部分拡大断面図を示す。
【００２９】
ろ過用フィルタ１は、両端が開口した円筒状をなし、複数の細孔を有するセラミック多孔質体２と、その表面に耐食膜３とを備えてなり、ここでは外周面側に耐食膜３を形成してある。
【００３０】
そして、このようなろ過用フィルタ１は、図２に示すようなろ過用モジュールにおけるろ過用フィルタ１として有効に用いることができる。図２は本発明のろ過用フィルタ１を用いたろ過用モジュール８の一部を破断した斜視図を示すものである。
【００３１】
このろ過用モジュール８は、封止された円筒状の内部が中空のモジュール本体７の外周部に入液口５を設けるとともに、モジュール本体７の中心軸に平行に、一方端をシリコン栓４で封止し、他方端を出液口６として開口した図1に示すろ過用フィルタ１のシリコン栓４側を内部に挿入して固定し、前記出液口６側をモジュール本体７の外部となるように設定して構成してある。
【００３２】
このろ過用モジュール８を用いて液体をろ過するには、入液口５より液体を流入させるとモジュール本体７内部が液体で充填されるとともに、ろ過用フィルタ１の細孔を通過して、前記ろ過用フィルタ１内部の中空部を通って、出液口６からろ過した液体が出液する仕組みとなっている。このとき、前記ろ過用フィルタ１の細孔径を適宜選択すれば、入液した液体から各種のろ過物質を分離することができるようにしてある。
【００３３】
そして、図１、図２に示す本発明のろ過用フィルタ１は、セラミック多孔質体２の表面に耐食膜３を備えてなることから、セラミック多孔質体２が腐食性の液体や蒸気によって強度劣化や細孔径の変化を起こすことなく、さらには溶出した成分が液体や気体と反応して、水酸化物を形成して析出し、細孔径を塞いでしまうといった問題を防止することができる。また、腐食性の強い物質を含有した液体などのろ過に有効に用いることができるとともに、例えば、上述のろ過用フィルタ１を用いて水を処理する場合、長時間ろ過を続けて固着した異物が除去できなくなった場合においても、水酸化ナトリウム溶液などで、ろ過用フィルタ１表面の異物を溶解させ、目詰まりを解消させる薬液洗浄法を採用することができるのである。
【００３４】
ここで、本発明のろ過用フィルタ１における耐食膜３は、Ｙ２Ｏ３を主成分とし、耐食膜３のＸ線回折におけるセラミック多孔質体２成分と耐食膜３成分であるＹ元素との反応生成物の最高結晶ピークにおける強度値をＹ２Ｏ３の最高結晶ピーク値における強度値で除した値（以下、単に強度比という）が０．1以下に特定される。
【００３５】
前記強度比が０．１以下であると、セラミック多孔質体２成分と耐食膜３成分であるＹ元素との反応生成物が極めて少なく、耐食膜３表面の殆どがＹ２Ｏ３結晶で覆われていることとなり高い耐食性を有するからである。
【００３６】
なお、上記耐食膜３表面にセラミック多孔質体２成分と耐食膜３成分であるＹ元素との反応生成物は耐食膜３の一部として生成するため、耐食性を向上させるためには生成されないことがより好ましい。
【００３７】
この場合、耐食膜の表面はＹ２Ｏ３結晶のみで構成されるため、Ｘ線回折における反応生成物のピークは検出されず、Ｙ２Ｏ３の最高結晶ピーク強度値との強度比は０となることがより好適である。
【００３８】
一方、強度比が０．１以上になると、反応生成物は、不安定な傾斜層の領域が大きくなり緻密な膜が得られず、耐食膜３の表面に多数の気孔が存在することとなり、前述の腐食性の液体や蒸気に接する表面積が増加し、耐食性が低下するからである。
【００３９】
図３に本発明の一例として、セラミック多孔質体２を窒化珪素セラミックスによって形成し、その表面に形成した厚さ約１０μｍのＹ２Ｏ３の耐食膜の表面をＸ線回折した際の結晶ピークのスペクトル図を示す。
【００４０】
なお、図３はＹ２Ｏ３等の結晶により回折されたＸ線強度を回折図形の形で記録したスペクトル図であり、縦軸はピーク強度、横軸は耐食膜３表面へのＸ線入射角度をθとしたときの２θの角度を示している。
【００４１】
また、前記Ｘ線回折は、入射角度を２θ＝１０°〜８０°として測定し、測定装置としては理学社製のＲＩＮＴ１４００Ｖ型を用いている。
【００４２】
図３中、□がＹ２Ｏ３、○がＳｉ３Ｎ４、△がセラミック多孔質体２の窒化珪素のＳｉ元素と耐食膜３のY元素との反応生成物であるＹ２Ｓｉ2O７の結晶ピークを表している。
【００４３】
図３において２θ＝２９°付近にＹ２Ｏ３の最高結晶ピークがあり、またＹ２Ｓｉ２Ｏ７の最高結晶ピークが２θ＝３２°〜３３°間に存在している。そして、それらＹ２Ｓｉ２Ｏ７の強度比は０．１以下となる。
【００４４】
この強度比の制御は、通常、焼成温度、時間にてなされる。
【００４５】
さらに本発明では、上記２θ＝３２〜３３°間に存在するＹ２Ｓｉ２Ｏ７の強度比が０となるのがより好適である。
【００４６】
このようにＹ２Ｏ３からなる耐食膜３の表面のＸ線回折における反応生成物の強度比を０．１以下とできるのはその製法に特徴を有しており、詳細を後述するが、セラミック多孔質体２表面に耐食膜３を形成する際に、Ｙからなるゾル液を用いて形成することにより得ることができる。
【００４７】
なお、上記反応生成物とは、セラミック多孔質体２成分が窒化珪素又は炭化珪素である場合には主にＹ２Ｓｉ２Ｏ７があげられ、アルミナである場合にはＹＡＧ（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）、ＹＡＰ（ＹＡｌＯ３）、ＹＡＭ（Ｙ４Ａｌ２Ｏ９）があげられ、Y元素とセラミック多孔質体２成分の両者を有する化学式で表されるものである。
【００４８】
そして、前記アルミナについては、その反応生成物を列記したが、実際には、前記の反応生成物を生じることは少なく、発生したとしてもわずかである。
【００４９】
さらに、セラミック多孔質体２がジルコニアである場合には、反応生成物は生成することがないため、強度比は０となる。
【００５０】
また、耐食膜３は、上述のＸ線回折におけるＹ２Ｏ３の最高結晶ピークにおける半価幅を１．３以下とすることが好ましい。
【００５１】
この半価幅が１．３より大きくなると、耐食膜３が十分に結晶化せず不安定で、緻密な膜が得られにくくなるために、耐食性が低下する。
【００５２】
なお、上記半価幅とは、２θ＝２９°付近のＹ２Ｏ３の最高結晶ピーク強度から、Ｘ線回折における回折角度読み取り方法のうち半価幅中点法を用いて求めた中点位置のピーク幅（２θ）を示しており、図３での半価幅は０．６°である。
【００５３】
また、前記耐食膜３の厚みは、０．1〜２０μｍとすることが好ましく、セラミック多孔質体２の複雑な形状のものについてもコーティングが可能となり、さらに１０μｍ以下であればより微細な形状にもコーティング可能で、さらにはセラミック多孔質体２の細孔径が０．５μｍを超える場合、且つコーティング厚みが０．２μｍ未満であれば、気孔の表面までもコーティング可能となりより好適である。
【００５４】
さらに、前記耐食膜３は、その平均結晶粒径が０．０１μｍ以下であることが好ましく、耐食膜３を形成するセラミック多孔質体２の気孔が耐食膜３によって埋まることを防止することができる。
このような耐食膜３を形成するセラミック多孔質体１は、アルミナ、コージエライト、ムライト、窒化珪素、炭化珪素、ジルコニア等様々なセラミックスを用いることができる。特に、アルミナは製作が容易であり、比較的安価であることから、前記セラミック多孔質体２として広範囲に適用することができる。また、前記各セラミック多孔質体２の機械的特性等を生かすことにより、ろ過用フィルタ１として必要な機械的特性を得ることができる。
【００５５】
また、前記セラミック多孔質体２は、各細孔が連通していることが重要であり、その平均細孔径は、０．０５μｍ〜８０μｍ、気孔率が１０〜７０％とすることが好ましい。結晶間の空壁を利用して連通させることができ、耐食膜３によって細孔が遮断されることもなく、且つ機械的強度も付与することができる。
【００５６】
前記平均細孔径が０．０５μｍより小さいと、耐食膜３を形成する際に、細孔を遮断してしまう恐れがあり、平均細孔径が８０μｍより大きいと、表面に形成する耐食膜３がセラミック多孔質体１の細孔内深くまで入り込み耐食膜３の表面状態が不均一になり、耐食膜が接触や振動で破損しやすくなるので好ましくない。
【００５７】
さらに、平均細孔径の範囲としては、強度、気孔の連通、耐食膜３の形成の機能を同時に発揮するためにも０．１〜１０μｍがより好ましい。
【００５８】
またさらに、上記平均細孔径が１μｍ未満であれば水処理用フィルタとして、平均細孔径が５０μｍ以下であればパティキュレートフィルタとして、平均細孔径が１μｍ〜７０μｍであれば通気フィルタとして用いることができる。
【００５９】
なお、セラミック多孔質体１の平均細孔径は水銀圧入法を用いて測定した値である。
【００６０】
またセラミック多孔質体２の気孔率が１０％より小さいと、細孔が連通しにくく、７０％より大きくなると、機械的強度を付与することができるため、ハンドリングが容易にできるため、気効率は１０％〜７０％の範囲であることが好ましい。
【００６１】
なお、このようなセラミック多孔質体２を得るには、予め、有機物を添加して焼成する方法や、セラミック多孔質体２が焼結する温度よりも低い温度で焼成するという一般的なセラミック多孔質体の製造方法で容易に作製できる。
【００６２】
また、詳細を後述するように耐食膜３を形成する方法として、ゾル液を塗布する方法を用いて、ゾル液に浸漬させた後、真空雰囲気中で脱気する方法や、ゾル液に浸漬させた後、通気させてから焼成したり、更には、予め、ゾル液に有機物を添加して焼成する方法などで細孔の遮断を防止することができる。
【００６３】
ここで、上述のろ過用フィルタ１の製造方法を説明する。
【００６４】
まず、セラミック多孔質体２として、平均結晶粒子径１．０μｍ〜３０μｍのセラミックス原料を用いて、金型プレス成形や押出し成形、射出成形などの一般的な成形方法を用いて所要の形状に成形し、焼成を行う。
【００６５】
セラミック多孔質体２として、前述のように予め有機物を添加する方法や、多孔質体が焼結する温度よりも低い温度で焼成するという一般的なセラミック多孔質体の製造方法で容易に作製できる。また、一般的に知られている、原料粉末の粒径が大きいほど細孔径が大きくなることを利用して細孔径を調整することができ、予め添加する有機物の粒子径によって細孔径を調整することもできる。また、セラミック多孔質体２の焼結する温度を調整することで所望の値とすることができる。
【００６６】
そして、このセラミック多孔質体２の表面に耐食膜３を形成するため、Ｙからなるゾル液を塗布する。塗布方法としては、セラミック多孔質体２をＹからなるゾル液に浸漬し、引き上げることにより塗布するディップコーティング法が好ましく、あらゆる形状のセラミック多孔質体２においても対応可能であり、コスト等の面からもより好適であるが、他にも、一般的な塗布方法であるスプレー法や刷毛等による塗工法、さらには転写法などを用いて塗工する方法も適用することができる。
【００６７】
そして、ゾル液を塗布後、真空雰囲気中で脱気したり、遠心分離などで余分なゾル液を除去することにより細孔を塞ぐことなくコーティングすることができる。
【００６８】
また、使用するゾル液についてはＹ２Ｏ３換算濃度３〜１０重量％水溶液を用いることがより好適であり、ゾル液中のＹ２Ｏ３純度については９５重量％以上が良い。またｐＨ（水素イオン濃度指数）については、７より大きくアルカリ性を有している。
【００６９】
次いで、ゾル液を表面に塗布させたセラミック多孔質体２に熱処理を施す。熱処理温度はＹ２Ｏ３が結晶化し始める５００℃からセラミック多孔質体２成分とＹ２Ｏ３成分の反応が少ない１２００℃までの温度で実施することが好ましいが、反応層を少なくし耐食性を高めるためには５００〜１０００℃で熱処理するのがより好適である。
【００７０】
上述のように５００〜１２００℃という低温度域で熱処理を行うという点において従来技術と異なり、低温で熱処理することでセラミック多孔質体２成分と耐食膜３であるＹ２Ｏ３成分、特にＹ元素との反応を抑えることができ、０．１〜２０μｍ以下の膜厚とした場合にも緻密であり、かつ反応生成物が耐食膜３表面に現れることを防止できるため、高い耐食性を有するＹ２Ｏ３のみで耐食膜３を構成することができ、高い耐食性を付与することができる。
【００７１】
また、上記セラミック多孔質体２の表面にゾル液を塗布する前に予め７００℃〜１０００℃の温度域で熱処理しておくことが好ましい。
【００７２】
この熱処理によってセラミック多孔質体２の表面に付着している有機物の除去を行い、また酸化膜を形成することで、ゾル液との濡れ性が向上し、均一塗布させることが可能となる。
【００７３】
さらに、より好適な耐食膜３の形成方法として、セラミック多孔質体２の表面に上記ゾル液を用いて０．１〜２．５μｍ以下の薄い膜を形成した後、５００〜１２００℃、より好適には５００〜１０００℃の温度で熱処理する工程を繰り返し、０．１〜２０μｍの厚みの耐食膜３を形成することにより、熱処理の際に耐食膜３が収縮し耐食膜３の表面に発生する割れを防止する方法を適用することも可能である。
【００７４】
このようにして得られたろ過用フィルタ１は、反応生成物が極めて少なく、耐食膜３表面のほとんどがＹ２Ｏ３結晶で覆われることとなり高い耐食性を有するものとなる。
【００７５】
また、本発明のフィルタは、上述の実施形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲であれば種々変更をしてもよいことは言うまでもなく、上述の実施形態では、ろ過用フィルタ１の例を用いて説明したが、このろ過用フィルタ１に限定されるものではなく、通気フィルタなどの他のフィルタにも適用でき、本発明の範囲に含まれるものである。加えて、本発明は、フィルタをそのまま使用する例で説明したが、本発明のフィルタをベースに、さらに耐食性を有した無機系あるいは有機系の耐食膜または撥水膜を形成して用いても良く、いずれも本発明の範疇に含まれるものである。
【実施例１】
【００７６】
以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
【００７７】
先ず、図１に示すようなろ過用フィルタ１を作製する。
【００７８】
セラミック多孔質体として、長さ４０ｍｍ、直径２０ｍｍ、厚さ２ｍｍの窒化珪素セラミックス、及びアルミナセラミックスからなる円筒体を作製した。この時の平均細孔径は０．５μｍ、気孔率は４０％である。このセラミック多孔質体を得るために、平均結晶粒子径が３μｍの原料粉末を用いて押し出し成形を行い、窒化珪素セラミックスについては真空雰囲気で１０００〜１５００℃の温度範囲で、アルミナセラミックスについては酸化雰囲気で８００〜１３００℃の温度範囲でそれぞれ焼成を行った。
【００７９】
また、耐食膜としてＹからなるゾル液として、Ｙ（ＯＨ）３のゾル液を準備した。それらテストピースをＹ（ＯＨ）３ゾル液に浸漬し引き上げるディップコーティング法を用いて、Ｙ（ＯＨ）３ゾル液（Ｙ２Ｏ３換算濃度５．５重量％水溶液）を１μｍの厚さとなるようセラミック多孔質体表面に塗布した。
【００８０】
その後、約１００℃の温度でセラミック多孔質体に塗布したＹ（ＯＨ）３ゾル液の溶媒を蒸発・乾燥させ、５００〜１７００℃の温度で熱処理する工程を繰り返し、セラミック多孔質体上に耐食膜を１０μｍの厚みで形成し、表１に示す試料Ｎｏ．１〜１３を作製した。
【００８１】
比較例として、上記と同形状のＹ２Ｏ３焼結体、並びにＳｉ３Ｎ４焼結体であって、耐食膜を有しない試料Ｎｏ．１４、１５を準備した。
【００８２】
そして各試料のＸＲＤ分析を実施して、それぞれのセラミック多孔質体成分とＹ２Ｏ３耐食膜のＹ元素との反応生成物であるＹ２Ｓｉ２Ｏ７等強度比（表１ではピーク強度比と記載）、Ｙ２Ｏ３の最高結晶ピークにおける半価幅を測定した。
【００８３】
さらに、作製した試料の耐食膜の表面を双眼顕微鏡で観察し、表面の状態を確認し、クラックの有無、表面の荒れ方を調査した。
【００８４】
また、各試料の耐食性を測定するため、各フィルタ試料を作製した後、図２に示すようなろ過用モジュールを作製した。そして、このろ過用モジュールの通水テストを行い、この後、ろ過用モジュール８内に１０重量％の苛性ソーダ溶液を充填し、２４時間放置した後、再度純水による通水テストを行い、純水の通水量が変化しなかったものを耐食性が優良であるとして◎、通水量の増加率が２％以下のものを耐食性が良好として○、５％以下のものを耐食性はやや劣るが使用可として△、それを超えるものは耐食性が劣り使用不可として×としてそれぞれ評価した。
【００８５】
なお、通水テストは入水口から純水を充填し、加圧して通水差圧が１ＭＰａで一定になるように設定し、出水口から出てくるろ過水の通水量の変化を測定して通水量の増加率を評価した。
【００８６】
表１にその結果を示す。
【表１】
2005177693.tif 000003
【００８７】
表１の結果から明らかなように、セラミック多孔質体にゾル液を塗布した後、５００〜１２００℃の熱処理を施した試料（Ｎｏ．１〜５）は、ピーク強度比について、セラミック多孔質体のＳｉ３Ｎ４とＹ２Ｏ３の反応生成物が少なく０．１以下となり、耐食性が優れることが判った。
【００８８】
特に、熱処理温度を５００〜１０００℃とした試料（Ｎｏ．２〜４）は、Ｙ２Ｏ３が充分に結晶化し緻密化しており良好であり、より耐食性に優れることが判った。
【００８９】
熱処理温度の低い試料（Ｎｏ．１）は、Ｙ２Ｏ３の結晶化が不十分であったために、比較例のＳｉ３Ｎ４焼結体のみの耐食膜のない試料（Ｎｏ．１５）を上回る耐食性を有しているが、半価幅が良好でないため、試料（Ｎｏ．２〜４）と比較すると体積減少率がわずかに大きい。
【００９０】
さらに、熱処理温度の高い試料（Ｎｏ．５）は、Ｓｉ３Ｎ４焼結体のみの耐食膜のない試料（Ｎｏ．１５）より耐食性は上回るものの、耐食膜の面粗さがやや粗く、耐食性は可であるため、試料（Ｎｏ．２〜４）と比較すると体積減少率がわずかに大きい。
【００９１】
これに対し、熱処理温度の高い試料（Ｎｏ．６）は、ピーク強度比が０．１を越えることから、Ｓｉ３Ｎ４とＹ元素の反応生成物が多くなり、耐食性に劣る結果であった。
【００９２】
また、さらに熱処理温度の高い試料（Ｎｏ．７，８）は、Ｙ２Ｏ３耐食膜のほとんどが基材のＳｉ３Ｎ４とＹ元素の反応生成物となっており、Ｙ２Ｏ３単独のピークが存在しておらず、ピーク強度比が算出できなかった。そのため、耐食性は試料（Ｎｏ．１〜５）と比較して体積減少率が大きく耐食性に劣ることが確認された。
【００９３】
また、アルゴンによる逆スパッタによるエッチングを実施した結果、Ｓｉ３Ｎ４焼結体は、Ｙ２Ｏ３焼結体の耐食性と比較して１０倍以上のエッチングレート、また、従来法で膜厚を１μｍとしたものでも７倍のエッチングレートとなり、耐食性の低いものであった。
【００９４】
さらに、試料Ｎｏ．９〜１３において、上述の試験をセラミック多孔質体をアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）として実施した。
【００９５】
その結果、Ｙ２Ｏ３のＹ元素と基材であるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）との反応生成物は検出が認められたもののわずかであり、しかもＳｉ３Ｎ４を基材として実施した上述の試験結果と同じ傾向を示すことが確認された。
【００９６】
特に、熱処理温度が５００〜１０００℃の試料（Ｎｏ．１０〜１２）は、比較例であるＹ２Ｏ３焼結体からなる試料（Ｎｏ．１４）と比べても、耐食性はやや劣るものの遜色のない結果であった。
【実施例２】
【００９７】
さらに、実施例１と同様の試料を作製するにおいて、セラミック多孔質体の材質をアルミナセラミックスとし、Ｙ２Ｏ３を主成分とするゾル液を前記セラミック多孔質体に１回のゾル液膜厚みを表２に示すように種々変更して、塗布し、耐食膜の厚みやピーク強度比、半価幅を測定するとともに、実施例１と同様な評価を行った。なお、備考欄に特記事項を記載した。
【００９８】
その結果を表２に示す。
【表２】
2005177693.tif 000004
【００９９】
表２から明らかなように、ゾル液をセラミック多孔質体に塗布する１回の厚みが０．１〜２．５μｍで塗布し、熱処理温度を７００℃とした試料（Ｎｏ．１９〜２４、２６〜２９）は、いずれもピーク強度比が０．１以下となり、半価幅も１．３°以下となり、耐食は◎と優れたものであった。
【０１００】
熱処理温度が１５００℃と高い試料（Ｎｏ．２５）は、半価幅が１．３を越えたために、重量変化が生じたものの耐食性は使用可の△であった。
【０１０１】
また、ゾル液１回の塗布する膜厚が０．０５μｍの試料（Ｎｏ．１６〜１８）は、耐食性は使用可能な△であるものの、現実的にゾル液１回の塗布する膜厚が薄い膜であることから、生産性が劣るという問題がある。
【０１０２】
一方、ゾル液１回の膜厚を３μｍとした試料（Ｎｏ．３０）は、耐食性は使用可の△であるが若干のクラックの発生が見られた。
【０１０３】
以上の結果から、本発明のフィルタとしては、ピーク強度比が０．１以下であることが必要であり、半価幅が１．３°以下であることが好適であり、製造方法においては、ゾル液膜厚を０．１〜２．５μｍとし、５００〜１２００℃で熱処理することが好適であることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】（ａ）は本発明のフィルタを用いたろ過用フィルタの斜視図、（ｂ）は同図（ａ）の部分断面図、（ｃ）は同図（ｂ）の拡大断面図である。
【図２】本発明のフィルタを用いたろ過フィルタを組み込んだろ過用モジュールの一部を破断した斜視図である。
【図３】本発明のフィルタのＸ線回折における結晶ピークを示すスペクトル図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１      ろ過用フィルタ
２      セラミック多孔質体
３      耐食膜
４      シリコン栓
５      入水口
６      出水口
７      モジュール本体
８      ろ過用モジュール
【図１】
2005177693.tif 000005
【図２】
2005177693.tif 000006
【図３】
2005177693.tif 000007